无人驾驶汽车障碍物避撞系统设计(附件)
无人驾驶汽车利用车载传感器来感知车辆周围环境，并根据感知所获得的道路、车辆位置和障碍物信息，自动规划行车路线并控制车辆到达预定目标。无人驾驶汽车中的障碍物避撞系统，是决定无人驾驶汽车是否能够推广应用的关键技术，具有重要研究意义。本课题以STC89C52RC单片机为核心控制器，完成电源模块、电机驱动模块、数据采集与处理模块、显示模块等硬件电路设计，利用超声波检测技术实现障碍物测距、障碍物自动躲避以及障碍物跟踪的功能，并编写软件程序实现相应的功能。通过蓝牙通信模块实现与上位机的数据传输。测试表明障碍物测距、躲避以及跟踪效果较为理想。关键词 无人驾驶，避撞，超声波，测距，障碍物跟踪
目 录
1 绪论 1
1.1 本课题的目的与意义 1
1.2 国内外研究现状 1
1.3 无人驾驶汽车控制方法及趋势 2
2 系统硬件设计 4
2.1 微处理器 4
2.2 电源模块 6
2.3 显示模块 7
2.4 数据采集与传输模块 10
2.5 电机驱动模块 13
2.6 报警模块 14
3 系统软件设计 16
3.1 主程序设计 16
3.2 超声波传感器测距程序 16
3.3 电机速度控制程序 19
3.4 测速模块程序 20
3.5 上位机程序 21
4 系统调试 24
4.1系统测试 24
4.2 测试结果分析 26
结论 27
致谢 28
参考文献 29
1 绪论
1．1 本课题研究的目的及意义
21世纪以来汽车数量不断地上升，随之而来的是持续升高的交通事故发生率，每年会造成大约125万人死亡和上千亿美元的经济损失，如果再不采取行动，预计到2030年就会成为世界第七大死亡原因。而交通事故发生的最主要原因是驾驶员的操作失误。人类的感知以及控制能力的局限，使得驾驶员在面对突发状况的时候无法及时的做出正确的决策。另外，造成交通事故有一个关键因素驾驶员疲劳驾驶汽车。但近年来随着大数据、人工智能技术 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
和传感器飞速发展，无人驾驶汽车的使用成为了减少交通事故的最重要手段之一。
无人驾驶汽车障碍物避撞系统是指通过在汽车上安装各种传感器，例如超声波传感器、红外线传感器、激光雷达、摄像头等来达到障碍物的轨迹预测、检测，最终实现障碍物的自动躲避的目的。不合格的无人驾驶汽车障碍物避撞系统，会给驾驶者和社会带来很大危害，会引发生命危险以及经济损失。在普通量产车辆上，ACG自适应定巡航控制系统可以定义为：根据实际交通环境来确定汽车合适的行驶速度，在巡航过程中可以帮助驾驶者正确地保持与前面汽车的距离。在这个系统的控制下，不仅可以帮助驾驶者达到预先设置的汽车速度，还可以根据具体的交通状况，与前车保持安全的距离使车辆安全的行驶在乡间小路或高速路上。
本文设计的无人驾驶汽车障碍物避撞系统是以STC89C52RC为核心控制器，利用超声波传感器实现测距、自动障碍物躲避和障碍物跟踪的功能，利用光电开关测速模块对智能小车进行测速。超声波传感器所测得的距离，以及光电开关测速模块所测得的速度，经主从机蓝牙通信模块上传至基于Visual Studio 2010软件开发的上位机软件来显示出来。
1．2 国内外研究现状
谷歌7年半前开始研发无人驾驶汽车，尚未披露在市场上推出产品或服务的时间，或详细阐述其自动驾驶汽车业务战略。但谷歌一直在积极推动政府制定与自动驾驶汽车有关的法律法规，并一直是全产业链布局。
2014年5月，谷歌首次公布了自主设计的无人驾驶汽车，展出的原型并不包括方向盘、油门踏板、后视镜及其他部件。此举也说明了采用传统车体外观进行实验并不能代表产品成 型的定位。随后，谷歌组装了其他许多原型，对无人驾驶汽车的各种系统以及计算机和激光雷达等无人驾驶部件等系统进行了测试。
在过去数年，谷歌的无人驾驶汽车取得了长足发展，已经在美国加州和得克萨斯州的公路上开展了测试。截至2016年10月，谷歌无人驾驶汽车已经行驶了200万英里，相当于于一名人类司机180年的驾驶经验，在自动驾驶汽车开发大赛中遥遥领先于传统汽车厂商。而且，在没有人工干预的情况下，完成了约113万公里无事故行驶里程。无人驾驶汽车发展现状显示，2017年，开展近八年的谷歌无人驾驶汽车项目开始市场化。
百度研发无人驾驶汽车经历了三个阶段：第一阶段，封闭尝试性的测试，初步了解汽车的动力性能、电信号接口的稳定性；第二阶段，在深圳进行低速状态下的半封闭测试，进行算法的构建与调试；第三阶段，低速过渡到高速，为在北京高速公路上的测试做准备。
百度公布的路测路线显示，百度无人驾驶车从位于北京中关村软件园的百度大厦附近出发，驶入G7京新高速公路，经五环路，抵达奥林匹克森林公园，并随后按原路线返回。百度无人驾驶车往返全程均实现自动驾驶，并实现了多次跟车减速、变道、超车、上下匝道、调头等复杂驾驶动作，完成了进入高速到驶出高速的不同道路场景的切换。无人驾驶汽车发展现状显示，在近日召开的百度世界大会上，百度的表示无人驾驶汽车将在2020年大批量上市。百度目前已经与江淮、北汽、奇瑞等车企进行量产自动驾驶汽车的合作，并与部分城市政府达成合作，打造无人出行服务。
无人驾驶汽车有着巨大的发展前景，是中国重要的发展目标，中国会不断加大投资力度，促进无人驾驶汽车产业的快速发展。在政府报告中提到，中国要尽快建立和完善无人驾驶汽车的生产体系，掌握关键技术，完成无人驾驶汽车产业的技术升级。
在以后，我们应该赋予汽车更多的东西，将汽车简单地定义为交通工具是不正确的，应该向智能化展开延伸。将多种技术科技融合到一个复杂的系统中，从而研发出无人驾驶汽车系统，这样驾驶员不驾驶汽车但是可以保证其驾驶员的安全。科技发展带来无人驾驶汽车技术，汽车的传统控制模式被改变，大幅度提高了驾驶的安全性与道路通行效率。随着系统平台、人工智能、芯片等技术科技的飞速发展，无人驾驶汽车的各种功能会越来越完备，用不了多长时间，中国将会制造出合格的无人驾驶汽车。
目 录
1 绪论 1
1.1 本课题的目的与意义 1
1.2 国内外研究现状 1
1.3 无人驾驶汽车控制方法及趋势 2
2 系统硬件设计 4
2.1 微处理器 4
2.2 电源模块 6
2.3 显示模块 7
2.4 数据采集与传输模块 10
2.5 电机驱动模块 13
2.6 报警模块 14
3 系统软件设计 16
3.1 主程序设计 16
3.2 超声波传感器测距程序 16
3.3 电机速度控制程序 19
3.4 测速模块程序 20
3.5 上位机程序 21
4 系统调试 24
4.1系统测试 24
4.2 测试结果分析 26
结论 27
致谢 28
参考文献 29
1 绪论
1．1 本课题研究的目的及意义
21世纪以来汽车数量不断地上升，随之而来的是持续升高的交通事故发生率，每年会造成大约125万人死亡和上千亿美元的经济损失，如果再不采取行动，预计到2030年就会成为世界第七大死亡原因。而交通事故发生的最主要原因是驾驶员的操作失误。人类的感知以及控制能力的局限，使得驾驶员在面对突发状况的时候无法及时的做出正确的决策。另外，造成交通事故有一个关键因素驾驶员疲劳驾驶汽车。但近年来随着大数据、人工智能技术 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
和传感器飞速发展，无人驾驶汽车的使用成为了减少交通事故的最重要手段之一。
无人驾驶汽车障碍物避撞系统是指通过在汽车上安装各种传感器，例如超声波传感器、红外线传感器、激光雷达、摄像头等来达到障碍物的轨迹预测、检测，最终实现障碍物的自动躲避的目的。不合格的无人驾驶汽车障碍物避撞系统，会给驾驶者和社会带来很大危害，会引发生命危险以及经济损失。在普通量产车辆上，ACG自适应定巡航控制系统可以定义为：根据实际交通环境来确定汽车合适的行驶速度，在巡航过程中可以帮助驾驶者正确地保持与前面汽车的距离。在这个系统的控制下，不仅可以帮助驾驶者达到预先设置的汽车速度，还可以根据具体的交通状况，与前车保持安全的距离使车辆安全的行驶在乡间小路或高速路上。
本文设计的无人驾驶汽车障碍物避撞系统是以STC89C52RC为核心控制器，利用超声波传感器实现测距、自动障碍物躲避和障碍物跟踪的功能，利用光电开关测速模块对智能小车进行测速。超声波传感器所测得的距离，以及光电开关测速模块所测得的速度，经主从机蓝牙通信模块上传至基于Visual Studio 2010软件开发的上位机软件来显示出来。
1．2 国内外研究现状
谷歌7年半前开始研发无人驾驶汽车，尚未披露在市场上推出产品或服务的时间，或详细阐述其自动驾驶汽车业务战略。但谷歌一直在积极推动政府制定与自动驾驶汽车有关的法律法规，并一直是全产业链布局。
2014年5月，谷歌首次公布了自主设计的无人驾驶汽车，展出的原型并不包括方向盘、油门踏板、后视镜及其他部件。此举也说明了采用传统车体外观进行实验并不能代表产品成 型的定位。随后，谷歌组装了其他许多原型，对无人驾驶汽车的各种系统以及计算机和激光雷达等无人驾驶部件等系统进行了测试。
在过去数年，谷歌的无人驾驶汽车取得了长足发展，已经在美国加州和得克萨斯州的公路上开展了测试。截至2016年10月，谷歌无人驾驶汽车已经行驶了200万英里，相当于于一名人类司机180年的驾驶经验，在自动驾驶汽车开发大赛中遥遥领先于传统汽车厂商。而且，在没有人工干预的情况下，完成了约113万公里无事故行驶里程。无人驾驶汽车发展现状显示，2017年，开展近八年的谷歌无人驾驶汽车项目开始市场化。
百度研发无人驾驶汽车经历了三个阶段：第一阶段，封闭尝试性的测试，初步了解汽车的动力性能、电信号接口的稳定性；第二阶段，在深圳进行低速状态下的半封闭测试，进行算法的构建与调试；第三阶段，低速过渡到高速，为在北京高速公路上的测试做准备。
百度公布的路测路线显示，百度无人驾驶车从位于北京中关村软件园的百度大厦附近出发，驶入G7京新高速公路，经五环路，抵达奥林匹克森林公园，并随后按原路线返回。百度无人驾驶车往返全程均实现自动驾驶，并实现了多次跟车减速、变道、超车、上下匝道、调头等复杂驾驶动作，完成了进入高速到驶出高速的不同道路场景的切换。无人驾驶汽车发展现状显示，在近日召开的百度世界大会上，百度的表示无人驾驶汽车将在2020年大批量上市。百度目前已经与江淮、北汽、奇瑞等车企进行量产自动驾驶汽车的合作，并与部分城市政府达成合作，打造无人出行服务。
无人驾驶汽车有着巨大的发展前景，是中国重要的发展目标，中国会不断加大投资力度，促进无人驾驶汽车产业的快速发展。在政府报告中提到，中国要尽快建立和完善无人驾驶汽车的生产体系，掌握关键技术，完成无人驾驶汽车产业的技术升级。
在以后，我们应该赋予汽车更多的东西，将汽车简单地定义为交通工具是不正确的，应该向智能化展开延伸。将多种技术科技融合到一个复杂的系统中，从而研发出无人驾驶汽车系统，这样驾驶员不驾驶汽车但是可以保证其驾驶员的安全。科技发展带来无人驾驶汽车技术，汽车的传统控制模式被改变，大幅度提高了驾驶的安全性与道路通行效率。随着系统平台、人工智能、芯片等技术科技的飞速发展，无人驾驶汽车的各种功能会越来越完备，用不了多长时间，中国将会制造出合格的无人驾驶汽车。
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